Added fix for RT#17947 and fixed a bug from last checkin
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep.pm
1 package DBM::Deep;
2
3 ##
4 # DBM::Deep
5 #
6 # Description:
7 #    Multi-level database module for storing hash trees, arrays and simple
8 #    key/value pairs into FTP-able, cross-platform binary database files.
9 #
10 #    Type `perldoc DBM::Deep` for complete documentation.
11 #
12 # Usage Examples:
13 #    my %db;
14 #    tie %db, 'DBM::Deep', 'my_database.db'; # standard tie() method
15 #
16 #    my $db = new DBM::Deep( 'my_database.db' ); # preferred OO method
17 #
18 #    $db->{my_scalar} = 'hello world';
19 #    $db->{my_hash} = { larry => 'genius', hashes => 'fast' };
20 #    $db->{my_array} = [ 1, 2, 3, time() ];
21 #    $db->{my_complex} = [ 'hello', { perl => 'rules' }, 42, 99 ];
22 #    push @{$db->{my_array}}, 'another value';
23 #    my @key_list = keys %{$db->{my_hash}};
24 #    print "This module " . $db->{my_complex}->[1]->{perl} . "!\n";
25 #
26 # Copyright:
27 #    (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
28 #    This program is free software; you can redistribute it and/or
29 #    modify it under the same terms as Perl itself.
30 ##
31
32 use strict;
33
34 use Fcntl qw( :DEFAULT :flock :seek );
35 use Digest::MD5 ();
36 use Scalar::Util ();
37
38 use DBM::Deep::Engine;
39
40 use vars qw( $VERSION );
41 $VERSION = q(0.99_01);
42
43 ##
44 # Setup constants for users to pass to new()
45 ##
46 sub TYPE_HASH   () { DBM::Deep::Engine::SIG_HASH   }
47 sub TYPE_ARRAY  () { DBM::Deep::Engine::SIG_ARRAY  }
48 sub TYPE_SCALAR () { DBM::Deep::Engine::SIG_SCALAR }
49
50 sub _get_args {
51     my $proto = shift;
52
53     my $args;
54     if (scalar(@_) > 1) {
55         if ( @_ % 2 ) {
56             $proto->_throw_error( "Odd number of parameters to " . (caller(1))[2] );
57         }
58         $args = {@_};
59     }
60     elsif ( ref $_[0] ) {
61         unless ( eval { local $SIG{'__DIE__'}; %{$_[0]} || 1 } ) {
62             $proto->_throw_error( "Not a hashref in args to " . (caller(1))[2] );
63         }
64         $args = $_[0];
65     }
66     else {
67         $args = { file => shift };
68     }
69
70     return $args;
71 }
72
73 sub new {
74     ##
75     # Class constructor method for Perl OO interface.
76     # Calls tie() and returns blessed reference to tied hash or array,
77     # providing a hybrid OO/tie interface.
78     ##
79     my $class = shift;
80     my $args = $class->_get_args( @_ );
81
82     ##
83     # Check if we want a tied hash or array.
84     ##
85     my $self;
86     if (defined($args->{type}) && $args->{type} eq TYPE_ARRAY) {
87         $class = 'DBM::Deep::Array';
88         require DBM::Deep::Array;
89         tie @$self, $class, %$args;
90     }
91     else {
92         $class = 'DBM::Deep::Hash';
93         require DBM::Deep::Hash;
94         tie %$self, $class, %$args;
95     }
96
97     return bless $self, $class;
98 }
99
100 sub _init {
101     ##
102     # Setup $self and bless into this class.
103     ##
104     my $class = shift;
105     my ($args) = @_;
106
107     # These are the defaults to be optionally overridden below
108     my $self = bless {
109         type        => TYPE_HASH,
110         engine      => DBM::Deep::Engine->new,
111     }, $class;
112     $self->{base_offset} = length( $self->{engine}->SIG_FILE );
113
114     foreach my $param ( keys %$self ) {
115         next unless exists $args->{$param};
116         $self->{$param} = delete $args->{$param}
117     }
118
119     # locking implicitly enables autoflush
120     if ($args->{locking}) { $args->{autoflush} = 1; }
121
122     $self->{root} = exists $args->{root}
123         ? $args->{root}
124         : DBM::Deep::_::Root->new( $args );
125
126     $self->{engine}->setup_fh( $self );
127
128     return $self;
129 }
130
131 sub TIEHASH {
132     shift;
133     require DBM::Deep::Hash;
134     return DBM::Deep::Hash->TIEHASH( @_ );
135 }
136
137 sub TIEARRAY {
138     shift;
139     require DBM::Deep::Array;
140     return DBM::Deep::Array->TIEARRAY( @_ );
141 }
142
143 #XXX Unneeded now ...
144 #sub DESTROY {
145 #}
146
147 sub lock {
148     ##
149     # If db locking is set, flock() the db file.  If called multiple
150     # times before unlock(), then the same number of unlocks() must
151     # be called before the lock is released.
152     ##
153     my $self = shift->_get_self;
154     my ($type) = @_;
155     $type = LOCK_EX unless defined $type;
156
157     if (!defined($self->_fh)) { return; }
158
159     if ($self->_root->{locking}) {
160         if (!$self->_root->{locked}) {
161             flock($self->_fh, $type);
162
163             # refresh end counter in case file has changed size
164             my @stats = stat($self->_root->{file});
165             $self->_root->{end} = $stats[7];
166
167             # double-check file inode, in case another process
168             # has optimize()d our file while we were waiting.
169             if ($stats[1] != $self->_root->{inode}) {
170                 $self->{engine}->close_fh( $self );
171                 $self->{engine}->setup_fh( $self );
172                 flock($self->_fh, $type); # re-lock
173
174                 # This may not be necessary after re-opening
175                 $self->_root->{end} = (stat($self->_fh))[7]; # re-end
176             }
177         }
178         $self->_root->{locked}++;
179
180         return 1;
181     }
182
183     return;
184 }
185
186 sub unlock {
187     ##
188     # If db locking is set, unlock the db file.  See note in lock()
189     # regarding calling lock() multiple times.
190     ##
191     my $self = shift->_get_self;
192
193     if (!defined($self->_fh)) { return; }
194
195     if ($self->_root->{locking} && $self->_root->{locked} > 0) {
196         $self->_root->{locked}--;
197         if (!$self->_root->{locked}) { flock($self->_fh, LOCK_UN); }
198
199         return 1;
200     }
201
202     return;
203 }
204
205 sub _copy_value {
206     my $self = shift->_get_self;
207     my ($spot, $value) = @_;
208
209     if ( !ref $value ) {
210         ${$spot} = $value;
211     }
212     elsif ( eval { local $SIG{__DIE__}; $value->isa( 'DBM::Deep' ) } ) {
213         my $type = $value->_type;
214         ${$spot} = $type eq TYPE_HASH ? {} : [];
215         $value->_copy_node( ${$spot} );
216     }
217     else {
218         my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
219         my $c = Scalar::Util::blessed( $value );
220         if ( $r eq 'ARRAY' ) {
221             ${$spot} = [ @{$value} ];
222         }
223         else {
224             ${$spot} = { %{$value} };
225         }
226         ${$spot} = bless ${$spot}, $c
227             if defined $c;
228     }
229
230     return 1;
231 }
232
233 sub _copy_node {
234     ##
235     # Copy single level of keys or elements to new DB handle.
236     # Recurse for nested structures
237     ##
238     my $self = shift->_get_self;
239     my ($db_temp) = @_;
240
241     if ($self->_type eq TYPE_HASH) {
242         my $key = $self->first_key();
243         while ($key) {
244             my $value = $self->get($key);
245             $self->_copy_value( \$db_temp->{$key}, $value );
246             $key = $self->next_key($key);
247         }
248     }
249     else {
250         my $length = $self->length();
251         for (my $index = 0; $index < $length; $index++) {
252             my $value = $self->get($index);
253             $self->_copy_value( \$db_temp->[$index], $value );
254         }
255     }
256
257     return 1;
258 }
259
260 sub export {
261     ##
262     # Recursively export into standard Perl hashes and arrays.
263     ##
264     my $self = shift->_get_self;
265
266     my $temp;
267     if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $temp = {}; }
268     elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $temp = []; }
269
270     $self->lock();
271     $self->_copy_node( $temp );
272     $self->unlock();
273
274     return $temp;
275 }
276
277 sub import {
278     ##
279     # Recursively import Perl hash/array structure
280     ##
281     if (!ref($_[0])) { return; } # Perl calls import() on use -- ignore
282
283     my $self = shift->_get_self;
284     my ($struct) = @_;
285
286     # struct is not a reference, so just import based on our type
287     if (!ref($struct)) {
288         if ($self->_type eq TYPE_HASH) { $struct = {@_}; }
289         elsif ($self->_type eq TYPE_ARRAY) { $struct = [@_]; }
290     }
291
292     my $r = Scalar::Util::reftype($struct) || '';
293     if ($r eq "HASH" && $self->_type eq TYPE_HASH) {
294         foreach my $key (keys %$struct) { $self->put($key, $struct->{$key}); }
295     }
296     elsif ($r eq "ARRAY" && $self->_type eq TYPE_ARRAY) {
297         $self->push( @$struct );
298     }
299     else {
300         $self->_throw_error("Cannot import: type mismatch");
301     }
302
303     return 1;
304 }
305
306 sub optimize {
307     ##
308     # Rebuild entire database into new file, then move
309     # it back on top of original.
310     ##
311     my $self = shift->_get_self;
312
313 #XXX Need to create a new test for this
314 #    if ($self->_root->{links} > 1) {
315 #        $self->_throw_error("Cannot optimize: reference count is greater than 1");
316 #    }
317
318     my $db_temp = DBM::Deep->new(
319         file => $self->_root->{file} . '.tmp',
320         type => $self->_type
321     );
322     if (!$db_temp) {
323         $self->_throw_error("Cannot optimize: failed to open temp file: $!");
324     }
325
326     $self->lock();
327     $self->_copy_node( $db_temp );
328     undef $db_temp;
329
330     ##
331     # Attempt to copy user, group and permissions over to new file
332     ##
333     my @stats = stat($self->_fh);
334     my $perms = $stats[2] & 07777;
335     my $uid = $stats[4];
336     my $gid = $stats[5];
337     chown( $uid, $gid, $self->_root->{file} . '.tmp' );
338     chmod( $perms, $self->_root->{file} . '.tmp' );
339
340     # q.v. perlport for more information on this variable
341     if ( $^O eq 'MSWin32' || $^O eq 'cygwin' ) {
342         ##
343         # Potential race condition when optmizing on Win32 with locking.
344         # The Windows filesystem requires that the filehandle be closed
345         # before it is overwritten with rename().  This could be redone
346         # with a soft copy.
347         ##
348         $self->unlock();
349         $self->{engine}->close_fh( $self );
350     }
351
352     if (!rename $self->_root->{file} . '.tmp', $self->_root->{file}) {
353         unlink $self->_root->{file} . '.tmp';
354         $self->unlock();
355         $self->_throw_error("Optimize failed: Cannot copy temp file over original: $!");
356     }
357
358     $self->unlock();
359     $self->{engine}->close_fh( $self );
360     $self->{engine}->setup_fh( $self );
361
362     return 1;
363 }
364
365 sub clone {
366     ##
367     # Make copy of object and return
368     ##
369     my $self = shift->_get_self;
370
371     return DBM::Deep->new(
372         type => $self->_type,
373         base_offset => $self->_base_offset,
374         root => $self->_root
375     );
376 }
377
378 {
379     my %is_legal_filter = map {
380         $_ => ~~1,
381     } qw(
382         store_key store_value
383         fetch_key fetch_value
384     );
385
386     sub set_filter {
387         ##
388         # Setup filter function for storing or fetching the key or value
389         ##
390         my $self = shift->_get_self;
391         my $type = lc shift;
392         my $func = shift;
393
394         if ( $is_legal_filter{$type} ) {
395             $self->_root->{"filter_$type"} = $func;
396             return 1;
397         }
398
399         return;
400     }
401 }
402
403 ##
404 # Accessor methods
405 ##
406
407 sub _root {
408     ##
409     # Get access to the root structure
410     ##
411     my $self = $_[0]->_get_self;
412     return $self->{root};
413 }
414
415 sub _type {
416     ##
417     # Get type of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
418     ##
419     my $self = $_[0]->_get_self;
420     return $self->{type};
421 }
422
423 sub _base_offset {
424     ##
425     # Get base_offset of current node (TYPE_HASH or TYPE_ARRAY)
426     ##
427     my $self = $_[0]->_get_self;
428     return $self->{base_offset};
429 }
430
431 sub _fh {
432     ##
433     # Get access to the raw fh
434     ##
435     my $self = $_[0]->_get_self;
436     return $self->_root->{fh};
437 }
438
439 ##
440 # Utility methods
441 ##
442
443 sub _throw_error {
444     die "DBM::Deep: $_[1]\n";
445 }
446
447 sub _is_writable {
448     my $fh = shift;
449     (O_WRONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
450 }
451
452 #sub _is_readable {
453 #    my $fh = shift;
454 #    (O_RDONLY | O_RDWR) & fcntl( $fh, F_GETFL, my $slush = 0);
455 #}
456
457 sub STORE {
458     ##
459     # Store single hash key/value or array element in database.
460     ##
461     my $self = shift->_get_self;
462     my ($key, $value) = @_;
463
464     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
465         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
466     }
467
468     ##
469     # Request exclusive lock for writing
470     ##
471     $self->lock( LOCK_EX );
472
473     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
474
475     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5, { create => 1 } );
476
477     # User may be storing a hash, in which case we do not want it run
478     # through the filtering system
479     if ( !ref($value) && $self->_root->{filter_store_value} ) {
480         $value = $self->_root->{filter_store_value}->( $value );
481     }
482
483     ##
484     # Add key/value to bucket list
485     ##
486     my $result = $self->{engine}->add_bucket( $self, $tag, $md5, $key, $value );
487
488     $self->unlock();
489
490     return $result;
491 }
492
493 sub FETCH {
494     ##
495     # Fetch single value or element given plain key or array index
496     ##
497     my $self = shift->_get_self;
498     my $key = shift;
499
500     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
501
502     ##
503     # Request shared lock for reading
504     ##
505     $self->lock( LOCK_SH );
506
507     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
508     if (!$tag) {
509         $self->unlock();
510         return;
511     }
512
513     ##
514     # Get value from bucket list
515     ##
516     my $result = $self->{engine}->get_bucket_value( $self, $tag, $md5 );
517
518     $self->unlock();
519
520     # Filters only apply to scalar values, so the ref check is making
521     # sure the fetched bucket is a scalar, not a child hash or array.
522     return ($result && !ref($result) && $self->_root->{filter_fetch_value})
523         ? $self->_root->{filter_fetch_value}->($result)
524         : $result;
525 }
526
527 sub DELETE {
528     ##
529     # Delete single key/value pair or element given plain key or array index
530     ##
531     my $self = $_[0]->_get_self;
532     my $key = $_[1];
533
534     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
535         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
536     }
537
538     ##
539     # Request exclusive lock for writing
540     ##
541     $self->lock( LOCK_EX );
542
543     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
544
545     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
546     if (!$tag) {
547         $self->unlock();
548         return;
549     }
550
551     ##
552     # Delete bucket
553     ##
554     my $value = $self->{engine}->get_bucket_value($self,  $tag, $md5 );
555
556     if (defined $value && !ref($value) && $self->_root->{filter_fetch_value}) {
557         $value = $self->_root->{filter_fetch_value}->($value);
558     }
559
560     my $result = $self->{engine}->delete_bucket( $self, $tag, $md5 );
561
562     ##
563     # If this object is an array and the key deleted was on the end of the stack,
564     # decrement the length variable.
565     ##
566
567     $self->unlock();
568
569     return $value;
570 }
571
572 sub EXISTS {
573     ##
574     # Check if a single key or element exists given plain key or array index
575     ##
576     my $self = $_[0]->_get_self;
577     my $key = $_[1];
578
579     my $md5 = $self->{engine}{digest}->($key);
580
581     ##
582     # Request shared lock for reading
583     ##
584     $self->lock( LOCK_SH );
585
586     my $tag = $self->{engine}->find_bucket_list( $self, $md5 );
587     if (!$tag) {
588         $self->unlock();
589
590         ##
591         # For some reason, the built-in exists() function returns '' for false
592         ##
593         return '';
594     }
595
596     ##
597     # Check if bucket exists and return 1 or ''
598     ##
599     my $result = $self->{engine}->bucket_exists( $self, $tag, $md5 ) || '';
600
601     $self->unlock();
602
603     return $result;
604 }
605
606 sub CLEAR {
607     ##
608     # Clear all keys from hash, or all elements from array.
609     ##
610     my $self = $_[0]->_get_self;
611
612     unless ( _is_writable( $self->_fh ) ) {
613         $self->_throw_error( 'Cannot write to a readonly filehandle' );
614     }
615
616     ##
617     # Request exclusive lock for writing
618     ##
619     $self->lock( LOCK_EX );
620
621     my $fh = $self->_fh;
622
623     seek($fh, $self->_base_offset + $self->_root->{file_offset}, SEEK_SET);
624     if (eof $fh) {
625         $self->unlock();
626         return;
627     }
628
629     $self->{engine}->create_tag($self, $self->_base_offset, $self->_type, chr(0) x $self->{engine}{index_size});
630
631     $self->unlock();
632
633     return 1;
634 }
635
636 ##
637 # Public method aliases
638 ##
639 sub put { (shift)->STORE( @_ ) }
640 sub store { (shift)->STORE( @_ ) }
641 sub get { (shift)->FETCH( @_ ) }
642 sub fetch { (shift)->FETCH( @_ ) }
643 sub delete { (shift)->DELETE( @_ ) }
644 sub exists { (shift)->EXISTS( @_ ) }
645 sub clear { (shift)->CLEAR( @_ ) }
646
647 package DBM::Deep::_::Root;
648
649 sub new {
650     my $class = shift;
651     my ($args) = @_;
652
653     my $self = bless {
654         autobless          => undef,
655         autoflush          => undef,
656         #XXX It should be this in order to work with the initial create_tag(),
657         #XXX but it's not ... it works out because of the stat() in setup_fh(),
658         #XXX but that's not good.
659         end                => 0, #length(DBM::Deep->SIG_FILE),
660         fh                 => undef,
661         file               => undef,
662         file_offset        => 0,
663         locking            => undef,
664         locked             => 0,
665         filter_store_key   => undef,
666         filter_store_value => undef,
667         filter_fetch_key   => undef,
668         filter_fetch_value => undef,
669         %$args,
670     }, $class;
671
672     if ( $self->{fh} && !$self->{file_offset} ) {
673         $self->{file_offset} = tell( $self->{fh} );
674     }
675
676     return $self;
677 }
678
679 sub DESTROY {
680     my $self = shift;
681     return unless $self;
682
683     close $self->{fh} if $self->{fh};
684
685     return;
686 }
687
688 1;
689 __END__
690
691 =head1 NAME
692
693 DBM::Deep - A pure perl multi-level hash/array DBM
694
695 =head1 SYNOPSIS
696
697   use DBM::Deep;
698   my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
699
700   $db->{key} = 'value'; # tie() style
701   print $db->{key};
702
703   $db->put('key' => 'value'); # OO style
704   print $db->get('key');
705
706   # true multi-level support
707   $db->{my_complex} = [
708       'hello', { perl => 'rules' },
709       42, 99,
710   ];
711
712 =head1 DESCRIPTION
713
714 A unique flat-file database module, written in pure perl.  True
715 multi-level hash/array support (unlike MLDBM, which is faked), hybrid
716 OO / tie() interface, cross-platform FTPable files, and quite fast.  Can
717 handle millions of keys and unlimited hash levels without significant
718 slow-down.  Written from the ground-up in pure perl -- this is NOT a
719 wrapper around a C-based DBM.  Out-of-the-box compatibility with Unix,
720 Mac OS X and Windows.
721
722 =head1 VERSION DIFFERENCES
723
724 B<NOTE>: 0.99_01 and above have significant file format differences from 0.98 and
725 before. While attempts have been made to be backwards compatible, no guarantees.
726
727 =head1 INSTALLATION
728
729 Hopefully you are using Perl's excellent CPAN module, which will download
730 and install the module for you.  If not, get the tarball, and run these
731 commands:
732
733     tar zxf DBM-Deep-*
734     cd DBM-Deep-*
735     perl Makefile.PL
736     make
737     make test
738     make install
739
740 =head1 SETUP
741
742 Construction can be done OO-style (which is the recommended way), or using
743 Perl's tie() function.  Both are examined here.
744
745 =head2 OO CONSTRUCTION
746
747 The recommended way to construct a DBM::Deep object is to use the new()
748 method, which gets you a blessed, tied hash or array reference.
749
750     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
751
752 This opens a new database handle, mapped to the file "foo.db".  If this
753 file does not exist, it will automatically be created.  DB files are
754 opened in "r+" (read/write) mode, and the type of object returned is a
755 hash, unless otherwise specified (see L<OPTIONS> below).
756
757 You can pass a number of options to the constructor to specify things like
758 locking, autoflush, etc.  This is done by passing an inline hash:
759
760     my $db = DBM::Deep->new(
761         file => "foo.db",
762         locking => 1,
763         autoflush => 1
764     );
765
766 Notice that the filename is now specified I<inside> the hash with
767 the "file" parameter, as opposed to being the sole argument to the
768 constructor.  This is required if any options are specified.
769 See L<OPTIONS> below for the complete list.
770
771
772
773 You can also start with an array instead of a hash.  For this, you must
774 specify the C<type> parameter:
775
776     my $db = DBM::Deep->new(
777         file => "foo.db",
778         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
779     );
780
781 B<Note:> Specifing the C<type> parameter only takes effect when beginning
782 a new DB file.  If you create a DBM::Deep object with an existing file, the
783 C<type> will be loaded from the file header, and an error will be thrown if
784 the wrong type is passed in.
785
786 =head2 TIE CONSTRUCTION
787
788 Alternately, you can create a DBM::Deep handle by using Perl's built-in
789 tie() function.  The object returned from tie() can be used to call methods,
790 such as lock() and unlock(), but cannot be used to assign to the DBM::Deep
791 file (as expected with most tie'd objects).
792
793     my %hash;
794     my $db = tie %hash, "DBM::Deep", "foo.db";
795
796     my @array;
797     my $db = tie @array, "DBM::Deep", "bar.db";
798
799 As with the OO constructor, you can replace the DB filename parameter with
800 a hash containing one or more options (see L<OPTIONS> just below for the
801 complete list).
802
803     tie %hash, "DBM::Deep", {
804         file => "foo.db",
805         locking => 1,
806         autoflush => 1
807     };
808
809 =head2 OPTIONS
810
811 There are a number of options that can be passed in when constructing your
812 DBM::Deep objects.  These apply to both the OO- and tie- based approaches.
813
814 =over
815
816 =item * file
817
818 Filename of the DB file to link the handle to.  You can pass a full absolute
819 filesystem path, partial path, or a plain filename if the file is in the
820 current working directory.  This is a required parameter (though q.v. fh).
821
822 =item * fh
823
824 If you want, you can pass in the fh instead of the file. This is most useful for doing
825 something like:
826
827   my $db = DBM::Deep->new( { fh => \*DATA } );
828
829 You are responsible for making sure that the fh has been opened appropriately for your
830 needs. If you open it read-only and attempt to write, an exception will be thrown. If you
831 open it write-only or append-only, an exception will be thrown immediately as DBM::Deep
832 needs to read from the fh.
833
834 =item * file_offset
835
836 This is the offset within the file that the DBM::Deep db starts. Most of the time, you will
837 not need to set this. However, it's there if you want it.
838
839 If you pass in fh and do not set this, it will be set appropriately.
840
841 =item * type
842
843 This parameter specifies what type of object to create, a hash or array.  Use
844 one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH> or C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>.
845 This only takes effect when beginning a new file.  This is an optional
846 parameter, and defaults to C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_HASH>.
847
848 =item * locking
849
850 Specifies whether locking is to be enabled.  DBM::Deep uses Perl's Fnctl flock()
851 function to lock the database in exclusive mode for writes, and shared mode for
852 reads.  Pass any true value to enable.  This affects the base DB handle I<and
853 any child hashes or arrays> that use the same DB file.  This is an optional
854 parameter, and defaults to 0 (disabled).  See L<LOCKING> below for more.
855
856 =item * autoflush
857
858 Specifies whether autoflush is to be enabled on the underlying filehandle.
859 This obviously slows down write operations, but is required if you may have
860 multiple processes accessing the same DB file (also consider enable I<locking>).
861 Pass any true value to enable.  This is an optional parameter, and defaults to 0
862 (disabled).
863
864 =item * autobless
865
866 If I<autobless> mode is enabled, DBM::Deep will preserve blessed hashes, and
867 restore them when fetched.  This is an B<experimental> feature, and does have
868 side-effects.  Basically, when hashes are re-blessed into their original
869 classes, they are no longer blessed into the DBM::Deep class!  So you won't be
870 able to call any DBM::Deep methods on them.  You have been warned.
871 This is an optional parameter, and defaults to 0 (disabled).
872
873 =item * filter_*
874
875 See L<FILTERS> below.
876
877 =back
878
879 =head1 TIE INTERFACE
880
881 With DBM::Deep you can access your databases using Perl's standard hash/array
882 syntax.  Because all DBM::Deep objects are I<tied> to hashes or arrays, you can
883 treat them as such.  DBM::Deep will intercept all reads/writes and direct them
884 to the right place -- the DB file.  This has nothing to do with the
885 L<TIE CONSTRUCTION> section above.  This simply tells you how to use DBM::Deep
886 using regular hashes and arrays, rather than calling functions like C<get()>
887 and C<put()> (although those work too).  It is entirely up to you how to want
888 to access your databases.
889
890 =head2 HASHES
891
892 You can treat any DBM::Deep object like a normal Perl hash reference.  Add keys,
893 or even nested hashes (or arrays) using standard Perl syntax:
894
895     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
896
897     $db->{mykey} = "myvalue";
898     $db->{myhash} = {};
899     $db->{myhash}->{subkey} = "subvalue";
900
901     print $db->{myhash}->{subkey} . "\n";
902
903 You can even step through hash keys using the normal Perl C<keys()> function:
904
905     foreach my $key (keys %$db) {
906         print "$key: " . $db->{$key} . "\n";
907     }
908
909 Remember that Perl's C<keys()> function extracts I<every> key from the hash and
910 pushes them onto an array, all before the loop even begins.  If you have an
911 extra large hash, this may exhaust Perl's memory.  Instead, consider using
912 Perl's C<each()> function, which pulls keys/values one at a time, using very
913 little memory:
914
915     while (my ($key, $value) = each %$db) {
916         print "$key: $value\n";
917     }
918
919 Please note that when using C<each()>, you should always pass a direct
920 hash reference, not a lookup.  Meaning, you should B<never> do this:
921
922     # NEVER DO THIS
923     while (my ($key, $value) = each %{$db->{foo}}) { # BAD
924
925 This causes an infinite loop, because for each iteration, Perl is calling
926 FETCH() on the $db handle, resulting in a "new" hash for foo every time, so
927 it effectively keeps returning the first key over and over again. Instead,
928 assign a temporary variable to C<$db->{foo}>, then pass that to each().
929
930 =head2 ARRAYS
931
932 As with hashes, you can treat any DBM::Deep object like a normal Perl array
933 reference.  This includes inserting, removing and manipulating elements,
934 and the C<push()>, C<pop()>, C<shift()>, C<unshift()> and C<splice()> functions.
935 The object must have first been created using type C<DBM::Deep-E<gt>TYPE_ARRAY>,
936 or simply be a nested array reference inside a hash.  Example:
937
938     my $db = DBM::Deep->new(
939         file => "foo-array.db",
940         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
941     );
942
943     $db->[0] = "foo";
944     push @$db, "bar", "baz";
945     unshift @$db, "bah";
946
947     my $last_elem = pop @$db; # baz
948     my $first_elem = shift @$db; # bah
949     my $second_elem = $db->[1]; # bar
950
951     my $num_elements = scalar @$db;
952
953 =head1 OO INTERFACE
954
955 In addition to the I<tie()> interface, you can also use a standard OO interface
956 to manipulate all aspects of DBM::Deep databases.  Each type of object (hash or
957 array) has its own methods, but both types share the following common methods:
958 C<put()>, C<get()>, C<exists()>, C<delete()> and C<clear()>.
959
960 =over
961
962 =item * new() / clone()
963
964 These are the constructor and copy-functions.
965
966 =item * put() / store()
967
968 Stores a new hash key/value pair, or sets an array element value.  Takes two
969 arguments, the hash key or array index, and the new value.  The value can be
970 a scalar, hash ref or array ref.  Returns true on success, false on failure.
971
972     $db->put("foo", "bar"); # for hashes
973     $db->put(1, "bar"); # for arrays
974
975 =item * get() / fetch()
976
977 Fetches the value of a hash key or array element.  Takes one argument: the hash
978 key or array index.  Returns a scalar, hash ref or array ref, depending on the
979 data type stored.
980
981     my $value = $db->get("foo"); # for hashes
982     my $value = $db->get(1); # for arrays
983
984 =item * exists()
985
986 Checks if a hash key or array index exists.  Takes one argument: the hash key
987 or array index.  Returns true if it exists, false if not.
988
989     if ($db->exists("foo")) { print "yay!\n"; } # for hashes
990     if ($db->exists(1)) { print "yay!\n"; } # for arrays
991
992 =item * delete()
993
994 Deletes one hash key/value pair or array element.  Takes one argument: the hash
995 key or array index.  Returns true on success, false if not found.  For arrays,
996 the remaining elements located after the deleted element are NOT moved over.
997 The deleted element is essentially just undefined, which is exactly how Perl's
998 internal arrays work.  Please note that the space occupied by the deleted
999 key/value or element is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY>
1000 below for details and workarounds.
1001
1002     $db->delete("foo"); # for hashes
1003     $db->delete(1); # for arrays
1004
1005 =item * clear()
1006
1007 Deletes B<all> hash keys or array elements.  Takes no arguments.  No return
1008 value.  Please note that the space occupied by the deleted keys/values or
1009 elements is B<not> reused again -- see L<UNUSED SPACE RECOVERY> below for
1010 details and workarounds.
1011
1012     $db->clear(); # hashes or arrays
1013
1014 =item * lock() / unlock()
1015
1016 q.v. Locking.
1017
1018 =item * optimize()
1019
1020 Recover lost disk space.
1021
1022 =item * import() / export()
1023
1024 Data going in and out.
1025
1026 =item * set_digest() / set_pack() / set_filter()
1027
1028 q.v. adjusting the interal parameters.
1029
1030 =back
1031
1032 =head2 HASHES
1033
1034 For hashes, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1035 following additional methods: C<first_key()> and C<next_key()>.
1036
1037 =over
1038
1039 =item * first_key()
1040
1041 Returns the "first" key in the hash.  As with built-in Perl hashes, keys are
1042 fetched in an undefined order (which appears random).  Takes no arguments,
1043 returns the key as a scalar value.
1044
1045     my $key = $db->first_key();
1046
1047 =item * next_key()
1048
1049 Returns the "next" key in the hash, given the previous one as the sole argument.
1050 Returns undef if there are no more keys to be fetched.
1051
1052     $key = $db->next_key($key);
1053
1054 =back
1055
1056 Here are some examples of using hashes:
1057
1058     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1059
1060     $db->put("foo", "bar");
1061     print "foo: " . $db->get("foo") . "\n";
1062
1063     $db->put("baz", {}); # new child hash ref
1064     $db->get("baz")->put("buz", "biz");
1065     print "buz: " . $db->get("baz")->get("buz") . "\n";
1066
1067     my $key = $db->first_key();
1068     while ($key) {
1069         print "$key: " . $db->get($key) . "\n";
1070         $key = $db->next_key($key);
1071     }
1072
1073     if ($db->exists("foo")) { $db->delete("foo"); }
1074
1075 =head2 ARRAYS
1076
1077 For arrays, DBM::Deep supports all the common methods described above, and the
1078 following additional methods: C<length()>, C<push()>, C<pop()>, C<shift()>,
1079 C<unshift()> and C<splice()>.
1080
1081 =over
1082
1083 =item * length()
1084
1085 Returns the number of elements in the array.  Takes no arguments.
1086
1087     my $len = $db->length();
1088
1089 =item * push()
1090
1091 Adds one or more elements onto the end of the array.  Accepts scalars, hash
1092 refs or array refs.  No return value.
1093
1094     $db->push("foo", "bar", {});
1095
1096 =item * pop()
1097
1098 Fetches the last element in the array, and deletes it.  Takes no arguments.
1099 Returns undef if array is empty.  Returns the element value.
1100
1101     my $elem = $db->pop();
1102
1103 =item * shift()
1104
1105 Fetches the first element in the array, deletes it, then shifts all the
1106 remaining elements over to take up the space.  Returns the element value.  This
1107 method is not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for
1108 details.
1109
1110     my $elem = $db->shift();
1111
1112 =item * unshift()
1113
1114 Inserts one or more elements onto the beginning of the array, shifting all
1115 existing elements over to make room.  Accepts scalars, hash refs or array refs.
1116 No return value.  This method is not recommended with large arrays -- see
1117 <LARGE ARRAYS> below for details.
1118
1119     $db->unshift("foo", "bar", {});
1120
1121 =item * splice()
1122
1123 Performs exactly like Perl's built-in function of the same name.  See L<perldoc
1124 -f splice> for usage -- it is too complicated to document here.  This method is
1125 not recommended with large arrays -- see L<LARGE ARRAYS> below for details.
1126
1127 =back
1128
1129 Here are some examples of using arrays:
1130
1131     my $db = DBM::Deep->new(
1132         file => "foo.db",
1133         type => DBM::Deep->TYPE_ARRAY
1134     );
1135
1136     $db->push("bar", "baz");
1137     $db->unshift("foo");
1138     $db->put(3, "buz");
1139
1140     my $len = $db->length();
1141     print "length: $len\n"; # 4
1142
1143     for (my $k=0; $k<$len; $k++) {
1144         print "$k: " . $db->get($k) . "\n";
1145     }
1146
1147     $db->splice(1, 2, "biz", "baf");
1148
1149     while (my $elem = shift @$db) {
1150         print "shifted: $elem\n";
1151     }
1152
1153 =head1 LOCKING
1154
1155 Enable automatic file locking by passing a true value to the C<locking>
1156 parameter when constructing your DBM::Deep object (see L<SETUP> above).
1157
1158     my $db = DBM::Deep->new(
1159         file => "foo.db",
1160         locking => 1
1161     );
1162
1163 This causes DBM::Deep to C<flock()> the underlying filehandle with exclusive
1164 mode for writes, and shared mode for reads.  This is required if you have
1165 multiple processes accessing the same database file, to avoid file corruption.
1166 Please note that C<flock()> does NOT work for files over NFS.  See L<DB OVER
1167 NFS> below for more.
1168
1169 =head2 EXPLICIT LOCKING
1170
1171 You can explicitly lock a database, so it remains locked for multiple
1172 transactions.  This is done by calling the C<lock()> method, and passing an
1173 optional lock mode argument (defaults to exclusive mode).  This is particularly
1174 useful for things like counters, where the current value needs to be fetched,
1175 then incremented, then stored again.
1176
1177     $db->lock();
1178     my $counter = $db->get("counter");
1179     $counter++;
1180     $db->put("counter", $counter);
1181     $db->unlock();
1182
1183     # or...
1184
1185     $db->lock();
1186     $db->{counter}++;
1187     $db->unlock();
1188
1189 You can pass C<lock()> an optional argument, which specifies which mode to use
1190 (exclusive or shared).  Use one of these two constants: C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_EX>
1191 or C<DBM::Deep-E<gt>LOCK_SH>.  These are passed directly to C<flock()>, and are the
1192 same as the constants defined in Perl's C<Fcntl> module.
1193
1194     $db->lock( DBM::Deep->LOCK_SH );
1195     # something here
1196     $db->unlock();
1197
1198 =head1 IMPORTING/EXPORTING
1199
1200 You can import existing complex structures by calling the C<import()> method,
1201 and export an entire database into an in-memory structure using the C<export()>
1202 method.  Both are examined here.
1203
1204 =head2 IMPORTING
1205
1206 Say you have an existing hash with nested hashes/arrays inside it.  Instead of
1207 walking the structure and adding keys/elements to the database as you go,
1208 simply pass a reference to the C<import()> method.  This recursively adds
1209 everything to an existing DBM::Deep object for you.  Here is an example:
1210
1211     my $struct = {
1212         key1 => "value1",
1213         key2 => "value2",
1214         array1 => [ "elem0", "elem1", "elem2" ],
1215         hash1 => {
1216             subkey1 => "subvalue1",
1217             subkey2 => "subvalue2"
1218         }
1219     };
1220
1221     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1222     $db->import( $struct );
1223
1224     print $db->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1225
1226 This recursively imports the entire C<$struct> object into C<$db>, including
1227 all nested hashes and arrays.  If the DBM::Deep object contains exsiting data,
1228 keys are merged with the existing ones, replacing if they already exist.
1229 The C<import()> method can be called on any database level (not just the base
1230 level), and works with both hash and array DB types.
1231
1232 B<Note:> Make sure your existing structure has no circular references in it.
1233 These will cause an infinite loop when importing.
1234
1235 =head2 EXPORTING
1236
1237 Calling the C<export()> method on an existing DBM::Deep object will return
1238 a reference to a new in-memory copy of the database.  The export is done
1239 recursively, so all nested hashes/arrays are all exported to standard Perl
1240 objects.  Here is an example:
1241
1242     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1243
1244     $db->{key1} = "value1";
1245     $db->{key2} = "value2";
1246     $db->{hash1} = {};
1247     $db->{hash1}->{subkey1} = "subvalue1";
1248     $db->{hash1}->{subkey2} = "subvalue2";
1249
1250     my $struct = $db->export();
1251
1252     print $struct->{key1} . "\n"; # prints "value1"
1253
1254 This makes a complete copy of the database in memory, and returns a reference
1255 to it.  The C<export()> method can be called on any database level (not just
1256 the base level), and works with both hash and array DB types.  Be careful of
1257 large databases -- you can store a lot more data in a DBM::Deep object than an
1258 in-memory Perl structure.
1259
1260 B<Note:> Make sure your database has no circular references in it.
1261 These will cause an infinite loop when exporting.
1262
1263 =head1 FILTERS
1264
1265 DBM::Deep has a number of hooks where you can specify your own Perl function
1266 to perform filtering on incoming or outgoing data.  This is a perfect
1267 way to extend the engine, and implement things like real-time compression or
1268 encryption.  Filtering applies to the base DB level, and all child hashes /
1269 arrays.  Filter hooks can be specified when your DBM::Deep object is first
1270 constructed, or by calling the C<set_filter()> method at any time.  There are
1271 four available filter hooks, described below:
1272
1273 =over
1274
1275 =item * filter_store_key
1276
1277 This filter is called whenever a hash key is stored.  It
1278 is passed the incoming key, and expected to return a transformed key.
1279
1280 =item * filter_store_value
1281
1282 This filter is called whenever a hash key or array element is stored.  It
1283 is passed the incoming value, and expected to return a transformed value.
1284
1285 =item * filter_fetch_key
1286
1287 This filter is called whenever a hash key is fetched (i.e. via
1288 C<first_key()> or C<next_key()>).  It is passed the transformed key,
1289 and expected to return the plain key.
1290
1291 =item * filter_fetch_value
1292
1293 This filter is called whenever a hash key or array element is fetched.
1294 It is passed the transformed value, and expected to return the plain value.
1295
1296 =back
1297
1298 Here are the two ways to setup a filter hook:
1299
1300     my $db = DBM::Deep->new(
1301         file => "foo.db",
1302         filter_store_value => \&my_filter_store,
1303         filter_fetch_value => \&my_filter_fetch
1304     );
1305
1306     # or...
1307
1308     $db->set_filter( "filter_store_value", \&my_filter_store );
1309     $db->set_filter( "filter_fetch_value", \&my_filter_fetch );
1310
1311 Your filter function will be called only when dealing with SCALAR keys or
1312 values.  When nested hashes and arrays are being stored/fetched, filtering
1313 is bypassed.  Filters are called as static functions, passed a single SCALAR
1314 argument, and expected to return a single SCALAR value.  If you want to
1315 remove a filter, set the function reference to C<undef>:
1316
1317     $db->set_filter( "filter_store_value", undef );
1318
1319 =head2 REAL-TIME ENCRYPTION EXAMPLE
1320
1321 Here is a working example that uses the I<Crypt::Blowfish> module to
1322 do real-time encryption / decryption of keys & values with DBM::Deep Filters.
1323 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Crypt::Blowfish> for more
1324 on I<Crypt::Blowfish>.  You'll also need the I<Crypt::CBC> module.
1325
1326     use DBM::Deep;
1327     use Crypt::Blowfish;
1328     use Crypt::CBC;
1329
1330     my $cipher = Crypt::CBC->new({
1331         'key'             => 'my secret key',
1332         'cipher'          => 'Blowfish',
1333         'iv'              => '$KJh#(}q',
1334         'regenerate_key'  => 0,
1335         'padding'         => 'space',
1336         'prepend_iv'      => 0
1337     });
1338
1339     my $db = DBM::Deep->new(
1340         file => "foo-encrypt.db",
1341         filter_store_key => \&my_encrypt,
1342         filter_store_value => \&my_encrypt,
1343         filter_fetch_key => \&my_decrypt,
1344         filter_fetch_value => \&my_decrypt,
1345     );
1346
1347     $db->{key1} = "value1";
1348     $db->{key2} = "value2";
1349     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1350     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1351
1352     undef $db;
1353     exit;
1354
1355     sub my_encrypt {
1356         return $cipher->encrypt( $_[0] );
1357     }
1358     sub my_decrypt {
1359         return $cipher->decrypt( $_[0] );
1360     }
1361
1362 =head2 REAL-TIME COMPRESSION EXAMPLE
1363
1364 Here is a working example that uses the I<Compress::Zlib> module to do real-time
1365 compression / decompression of keys & values with DBM::Deep Filters.
1366 Please visit L<http://search.cpan.org/search?module=Compress::Zlib> for
1367 more on I<Compress::Zlib>.
1368
1369     use DBM::Deep;
1370     use Compress::Zlib;
1371
1372     my $db = DBM::Deep->new(
1373         file => "foo-compress.db",
1374         filter_store_key => \&my_compress,
1375         filter_store_value => \&my_compress,
1376         filter_fetch_key => \&my_decompress,
1377         filter_fetch_value => \&my_decompress,
1378     );
1379
1380     $db->{key1} = "value1";
1381     $db->{key2} = "value2";
1382     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1383     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1384
1385     undef $db;
1386     exit;
1387
1388     sub my_compress {
1389         return Compress::Zlib::memGzip( $_[0] ) ;
1390     }
1391     sub my_decompress {
1392         return Compress::Zlib::memGunzip( $_[0] ) ;
1393     }
1394
1395 B<Note:> Filtering of keys only applies to hashes.  Array "keys" are
1396 actually numerical index numbers, and are not filtered.
1397
1398 =head1 ERROR HANDLING
1399
1400 Most DBM::Deep methods return a true value for success, and call die() on
1401 failure.  You can wrap calls in an eval block to catch the die.
1402
1403     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" ); # create hash
1404     eval { $db->push("foo"); }; # ILLEGAL -- push is array-only call
1405
1406     print $@;           # prints error message
1407
1408 =head1 LARGEFILE SUPPORT
1409
1410 If you have a 64-bit system, and your Perl is compiled with both LARGEFILE
1411 and 64-bit support, you I<may> be able to create databases larger than 2 GB.
1412 DBM::Deep by default uses 32-bit file offset tags, but these can be changed
1413 by calling the static C<set_pack()> method before you do anything else.
1414
1415     DBM::Deep::set_pack(8, 'Q');
1416
1417 This tells DBM::Deep to pack all file offsets with 8-byte (64-bit) quad words
1418 instead of 32-bit longs.  After setting these values your DB files have a
1419 theoretical maximum size of 16 XB (exabytes).
1420
1421 B<Note:> Changing these values will B<NOT> work for existing database files.
1422 Only change this for new files, and make sure it stays set consistently
1423 throughout the file's life.  If you do set these values, you can no longer
1424 access 32-bit DB files.  You can, however, call C<set_pack(4, 'N')> to change
1425 back to 32-bit mode.
1426
1427 B<Note:> I have not personally tested files > 2 GB -- all my systems have
1428 only a 32-bit Perl.  However, I have received user reports that this does
1429 indeed work!
1430
1431 =head1 LOW-LEVEL ACCESS
1432
1433 If you require low-level access to the underlying filehandle that DBM::Deep uses,
1434 you can call the C<_fh()> method, which returns the handle:
1435
1436     my $fh = $db->_fh();
1437
1438 This method can be called on the root level of the datbase, or any child
1439 hashes or arrays.  All levels share a I<root> structure, which contains things
1440 like the filehandle, a reference counter, and all the options specified
1441 when you created the object.  You can get access to this root structure by
1442 calling the C<root()> method.
1443
1444     my $root = $db->_root();
1445
1446 This is useful for changing options after the object has already been created,
1447 such as enabling/disabling locking.  You can also store your own temporary user
1448 data in this structure (be wary of name collision), which is then accessible from
1449 any child hash or array.
1450
1451 =head1 CUSTOM DIGEST ALGORITHM
1452
1453 DBM::Deep by default uses the I<Message Digest 5> (MD5) algorithm for hashing
1454 keys.  However you can override this, and use another algorithm (such as SHA-256)
1455 or even write your own.  But please note that DBM::Deep currently expects zero
1456 collisions, so your algorithm has to be I<perfect>, so to speak.
1457 Collision detection may be introduced in a later version.
1458
1459
1460
1461 You can specify a custom digest algorithm by calling the static C<set_digest()>
1462 function, passing a reference to a subroutine, and the length of the algorithm's
1463 hashes (in bytes).  This is a global static function, which affects ALL DBM::Deep
1464 objects.  Here is a working example that uses a 256-bit hash from the
1465 I<Digest::SHA256> module.  Please see
1466 L<http://search.cpan.org/search?module=Digest::SHA256> for more.
1467
1468     use DBM::Deep;
1469     use Digest::SHA256;
1470
1471     my $context = Digest::SHA256::new(256);
1472
1473     DBM::Deep::set_digest( \&my_digest, 32 );
1474
1475     my $db = DBM::Deep->new( "foo-sha.db" );
1476
1477     $db->{key1} = "value1";
1478     $db->{key2} = "value2";
1479     print "key1: " . $db->{key1} . "\n";
1480     print "key2: " . $db->{key2} . "\n";
1481
1482     undef $db;
1483     exit;
1484
1485     sub my_digest {
1486         return substr( $context->hash($_[0]), 0, 32 );
1487     }
1488
1489 B<Note:> Your returned digest strings must be B<EXACTLY> the number
1490 of bytes you specify in the C<set_digest()> function (in this case 32).
1491
1492 =head1 CIRCULAR REFERENCES
1493
1494 DBM::Deep has B<experimental> support for circular references.  Meaning you
1495 can have a nested hash key or array element that points to a parent object.
1496 This relationship is stored in the DB file, and is preserved between sessions.
1497 Here is an example:
1498
1499     my $db = DBM::Deep->new( "foo.db" );
1500
1501     $db->{foo} = "bar";
1502     $db->{circle} = $db; # ref to self
1503
1504     print $db->{foo} . "\n"; # prints "foo"
1505     print $db->{circle}->{foo} . "\n"; # prints "foo" again
1506
1507 B<Note>: Passing the object to a function that recursively walks the
1508 object tree (such as I<Data::Dumper> or even the built-in C<optimize()> or
1509 C<export()> methods) will result in an infinite loop. This will be fixed in
1510 a future release.
1511
1512 =head1 CAVEATS / ISSUES / BUGS
1513
1514 This section describes all the known issues with DBM::Deep.  It you have found
1515 something that is not listed here, please send e-mail to L<jhuckaby@cpan.org>.
1516
1517 =head2 UNUSED SPACE RECOVERY
1518
1519 One major caveat with DBM::Deep is that space occupied by existing keys and
1520 values is not recovered when they are deleted.  Meaning if you keep deleting
1521 and adding new keys, your file will continuously grow.  I am working on this,
1522 but in the meantime you can call the built-in C<optimize()> method from time to
1523 time (perhaps in a crontab or something) to recover all your unused space.
1524
1525     $db->optimize(); # returns true on success
1526
1527 This rebuilds the ENTIRE database into a new file, then moves it on top of
1528 the original.  The new file will have no unused space, thus it will take up as
1529 little disk space as possible.  Please note that this operation can take
1530 a long time for large files, and you need enough disk space to temporarily hold
1531 2 copies of your DB file.  The temporary file is created in the same directory
1532 as the original, named with a ".tmp" extension, and is deleted when the
1533 operation completes.  Oh, and if locking is enabled, the DB is automatically
1534 locked for the entire duration of the copy.
1535
1536 B<WARNING:> Only call optimize() on the top-level node of the database, and
1537 make sure there are no child references lying around.  DBM::Deep keeps a reference
1538 counter, and if it is greater than 1, optimize() will abort and return undef.
1539
1540 =head2 AUTOVIVIFICATION
1541
1542 Unfortunately, autovivification doesn't work with tied hashes.  This appears to
1543 be a bug in Perl's tie() system, as I<Jakob Schmidt> encountered the very same
1544 issue with his I<DWH_FIle> module (see L<http://search.cpan.org/search?module=DWH_File>),
1545 and it is also mentioned in the BUGS section for the I<MLDBM> module <see
1546 L<http://search.cpan.org/search?module=MLDBM>).  Basically, on a new db file,
1547 this does not work:
1548
1549     $db->{foo}->{bar} = "hello";
1550
1551 Since "foo" doesn't exist, you cannot add "bar" to it.  You end up with "foo"
1552 being an empty hash.  Try this instead, which works fine:
1553
1554     $db->{foo} = { bar => "hello" };
1555
1556 As of Perl 5.8.7, this bug still exists.  I have walked very carefully through
1557 the execution path, and Perl indeed passes an empty hash to the STORE() method.
1558 Probably a bug in Perl.
1559
1560 =head2 REFERENCES
1561
1562 (The reasons given assume a high level of Perl understanding, specifically of
1563 references. You can safely skip this section.)
1564
1565 Currently, the only references supported are HASH and ARRAY. The other reference
1566 types (SCALAR, CODE, GLOB, and REF) cannot be supported for various reasons.
1567
1568 =over 4
1569
1570 =item * GLOB
1571
1572 These are things like filehandles and other sockets. They can't be supported
1573 because it's completely unclear how DBM::Deep should serialize them.
1574
1575 =item * SCALAR / REF
1576
1577 The discussion here refers to the following type of example:
1578
1579   my $x = 25;
1580   $db->{key1} = \$x;
1581
1582   $x = 50;
1583
1584   # In some other process ...
1585
1586   my $val = ${ $db->{key1} };
1587
1588   is( $val, 50, "What actually gets stored in the DB file?" );
1589
1590 The problem is one of synchronization. When the variable being referred to
1591 changes value, the reference isn't notified. This means that the new value won't
1592 be stored in the datafile for other processes to read. There is no TIEREF.
1593
1594 It is theoretically possible to store references to values already within a
1595 DBM::Deep object because everything already is synchronized, but the change to
1596 the internals would be quite large. Specifically, DBM::Deep would have to tie
1597 every single value that is stored. This would bloat the RAM footprint of
1598 DBM::Deep at least twofold (if not more) and be a significant performance drain,
1599 all to support a feature that has never been requested.
1600
1601 =item * CODE
1602
1603 L<http://search.cpan.org/search?module=Data::Dump::Streamer> provides a
1604 mechanism for serializing coderefs, including saving off all closure state.
1605 However, just as for SCALAR and REF, that closure state may change without
1606 notifying the DBM::Deep object storing the reference.
1607
1608 =back
1609
1610 =head2 FILE CORRUPTION
1611
1612 The current level of error handling in DBM::Deep is minimal.  Files I<are> checked
1613 for a 32-bit signature when opened, but other corruption in files can cause
1614 segmentation faults.  DBM::Deep may try to seek() past the end of a file, or get
1615 stuck in an infinite loop depending on the level of corruption.  File write
1616 operations are not checked for failure (for speed), so if you happen to run
1617 out of disk space, DBM::Deep will probably fail in a bad way.  These things will
1618 be addressed in a later version of DBM::Deep.
1619
1620 =head2 DB OVER NFS
1621
1622 Beware of using DB files over NFS.  DBM::Deep uses flock(), which works well on local
1623 filesystems, but will NOT protect you from file corruption over NFS.  I've heard
1624 about setting up your NFS server with a locking daemon, then using lockf() to
1625 lock your files, but your mileage may vary there as well.  From what I
1626 understand, there is no real way to do it.  However, if you need access to the
1627 underlying filehandle in DBM::Deep for using some other kind of locking scheme like
1628 lockf(), see the L<LOW-LEVEL ACCESS> section above.
1629
1630 =head2 COPYING OBJECTS
1631
1632 Beware of copying tied objects in Perl.  Very strange things can happen.
1633 Instead, use DBM::Deep's C<clone()> method which safely copies the object and
1634 returns a new, blessed, tied hash or array to the same level in the DB.
1635
1636     my $copy = $db->clone();
1637
1638 B<Note>: Since clone() here is cloning the object, not the database location, any
1639 modifications to either $db or $copy will be visible in both.
1640
1641 =head2 LARGE ARRAYS
1642
1643 Beware of using C<shift()>, C<unshift()> or C<splice()> with large arrays.
1644 These functions cause every element in the array to move, which can be murder
1645 on DBM::Deep, as every element has to be fetched from disk, then stored again in
1646 a different location.  This will be addressed in the forthcoming version 1.00.
1647
1648 =head2 WRITEONLY FILES
1649
1650 If you pass in a filehandle to new(), you may have opened it in either a readonly or
1651 writeonly mode. STORE will verify that the filehandle is writable. However, there
1652 doesn't seem to be a good way to determine if a filehandle is readable. And, if the
1653 filehandle isn't readable, it's not clear what will happen. So, don't do that.
1654
1655 =head1 PERFORMANCE
1656
1657 This section discusses DBM::Deep's speed and memory usage.
1658
1659 =head2 SPEED
1660
1661 Obviously, DBM::Deep isn't going to be as fast as some C-based DBMs, such as
1662 the almighty I<BerkeleyDB>.  But it makes up for it in features like true
1663 multi-level hash/array support, and cross-platform FTPable files.  Even so,
1664 DBM::Deep is still pretty fast, and the speed stays fairly consistent, even
1665 with huge databases.  Here is some test data:
1666
1667     Adding 1,000,000 keys to new DB file...
1668
1669     At 100 keys, avg. speed is 2,703 keys/sec
1670     At 200 keys, avg. speed is 2,642 keys/sec
1671     At 300 keys, avg. speed is 2,598 keys/sec
1672     At 400 keys, avg. speed is 2,578 keys/sec
1673     At 500 keys, avg. speed is 2,722 keys/sec
1674     At 600 keys, avg. speed is 2,628 keys/sec
1675     At 700 keys, avg. speed is 2,700 keys/sec
1676     At 800 keys, avg. speed is 2,607 keys/sec
1677     At 900 keys, avg. speed is 2,190 keys/sec
1678     At 1,000 keys, avg. speed is 2,570 keys/sec
1679     At 2,000 keys, avg. speed is 2,417 keys/sec
1680     At 3,000 keys, avg. speed is 1,982 keys/sec
1681     At 4,000 keys, avg. speed is 1,568 keys/sec
1682     At 5,000 keys, avg. speed is 1,533 keys/sec
1683     At 6,000 keys, avg. speed is 1,787 keys/sec
1684     At 7,000 keys, avg. speed is 1,977 keys/sec
1685     At 8,000 keys, avg. speed is 2,028 keys/sec
1686     At 9,000 keys, avg. speed is 2,077 keys/sec
1687     At 10,000 keys, avg. speed is 2,031 keys/sec
1688     At 20,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1689     At 30,000 keys, avg. speed is 2,050 keys/sec
1690     At 40,000 keys, avg. speed is 2,073 keys/sec
1691     At 50,000 keys, avg. speed is 1,973 keys/sec
1692     At 60,000 keys, avg. speed is 1,914 keys/sec
1693     At 70,000 keys, avg. speed is 2,091 keys/sec
1694     At 80,000 keys, avg. speed is 2,103 keys/sec
1695     At 90,000 keys, avg. speed is 1,886 keys/sec
1696     At 100,000 keys, avg. speed is 1,970 keys/sec
1697     At 200,000 keys, avg. speed is 2,053 keys/sec
1698     At 300,000 keys, avg. speed is 1,697 keys/sec
1699     At 400,000 keys, avg. speed is 1,838 keys/sec
1700     At 500,000 keys, avg. speed is 1,941 keys/sec
1701     At 600,000 keys, avg. speed is 1,930 keys/sec
1702     At 700,000 keys, avg. speed is 1,735 keys/sec
1703     At 800,000 keys, avg. speed is 1,795 keys/sec
1704     At 900,000 keys, avg. speed is 1,221 keys/sec
1705     At 1,000,000 keys, avg. speed is 1,077 keys/sec
1706
1707 This test was performed on a PowerMac G4 1gHz running Mac OS X 10.3.2 & Perl
1708 5.8.1, with an 80GB Ultra ATA/100 HD spinning at 7200RPM.  The hash keys and
1709 values were between 6 - 12 chars in length.  The DB file ended up at 210MB.
1710 Run time was 12 min 3 sec.
1711
1712 =head2 MEMORY USAGE
1713
1714 One of the great things about DBM::Deep is that it uses very little memory.
1715 Even with huge databases (1,000,000+ keys) you will not see much increased
1716 memory on your process.  DBM::Deep relies solely on the filesystem for storing
1717 and fetching data.  Here is output from I</usr/bin/top> before even opening a
1718 database handle:
1719
1720       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1721     22831 root      11   0  2716 2716  1296 R     0.0  0.2   0:07 perl
1722
1723 Basically the process is taking 2,716K of memory.  And here is the same
1724 process after storing and fetching 1,000,000 keys:
1725
1726       PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT %CPU %MEM   TIME COMMAND
1727     22831 root      14   0  2772 2772  1328 R     0.0  0.2  13:32 perl
1728
1729 Notice the memory usage increased by only 56K.  Test was performed on a 700mHz
1730 x86 box running Linux RedHat 7.2 & Perl 5.6.1.
1731
1732 =head1 DB FILE FORMAT
1733
1734 In case you were interested in the underlying DB file format, it is documented
1735 here in this section.  You don't need to know this to use the module, it's just
1736 included for reference.
1737
1738 =head2 SIGNATURE
1739
1740 DBM::Deep files always start with a 32-bit signature to identify the file type.
1741 This is at offset 0.  The signature is "DPDB" in network byte order.  This is
1742 checked for when the file is opened and an error will be thrown if it's not found.
1743
1744 =head2 TAG
1745
1746 The DBM::Deep file is in a I<tagged format>, meaning each section of the file
1747 has a standard header containing the type of data, the length of data, and then
1748 the data itself.  The type is a single character (1 byte), the length is a
1749 32-bit unsigned long in network byte order, and the data is, well, the data.
1750 Here is how it unfolds:
1751
1752 =head2 MASTER INDEX
1753
1754 Immediately after the 32-bit file signature is the I<Master Index> record.
1755 This is a standard tag header followed by 1024 bytes (in 32-bit mode) or 2048
1756 bytes (in 64-bit mode) of data.  The type is I<H> for hash or I<A> for array,
1757 depending on how the DBM::Deep object was constructed.
1758
1759 The index works by looking at a I<MD5 Hash> of the hash key (or array index
1760 number).  The first 8-bit char of the MD5 signature is the offset into the
1761 index, multipled by 4 in 32-bit mode, or 8 in 64-bit mode.  The value of the
1762 index element is a file offset of the next tag for the key/element in question,
1763 which is usually a I<Bucket List> tag (see below).
1764
1765 The next tag I<could> be another index, depending on how many keys/elements
1766 exist.  See L<RE-INDEXING> below for details.
1767
1768 =head2 BUCKET LIST
1769
1770 A I<Bucket List> is a collection of 16 MD5 hashes for keys/elements, plus
1771 file offsets to where the actual data is stored.  It starts with a standard
1772 tag header, with type I<B>, and a data size of 320 bytes in 32-bit mode, or
1773 384 bytes in 64-bit mode.  Each MD5 hash is stored in full (16 bytes), plus
1774 the 32-bit or 64-bit file offset for the I<Bucket> containing the actual data.
1775 When the list fills up, a I<Re-Index> operation is performed (See
1776 L<RE-INDEXING> below).
1777
1778 =head2 BUCKET
1779
1780 A I<Bucket> is a tag containing a key/value pair (in hash mode), or a
1781 index/value pair (in array mode).  It starts with a standard tag header with
1782 type I<D> for scalar data (string, binary, etc.), or it could be a nested
1783 hash (type I<H>) or array (type I<A>).  The value comes just after the tag
1784 header.  The size reported in the tag header is only for the value, but then,
1785 just after the value is another size (32-bit unsigned long) and then the plain
1786 key itself.  Since the value is likely to be fetched more often than the plain
1787 key, I figured it would be I<slightly> faster to store the value first.
1788
1789 If the type is I<H> (hash) or I<A> (array), the value is another I<Master Index>
1790 record for the nested structure, where the process begins all over again.
1791
1792 =head2 RE-INDEXING
1793
1794 After a I<Bucket List> grows to 16 records, its allocated space in the file is
1795 exhausted.  Then, when another key/element comes in, the list is converted to a
1796 new index record.  However, this index will look at the next char in the MD5
1797 hash, and arrange new Bucket List pointers accordingly.  This process is called
1798 I<Re-Indexing>.  Basically, a new index tag is created at the file EOF, and all
1799 17 (16 + new one) keys/elements are removed from the old Bucket List and
1800 inserted into the new index.  Several new Bucket Lists are created in the
1801 process, as a new MD5 char from the key is being examined (it is unlikely that
1802 the keys will all share the same next char of their MD5s).
1803
1804 Because of the way the I<MD5> algorithm works, it is impossible to tell exactly
1805 when the Bucket Lists will turn into indexes, but the first round tends to
1806 happen right around 4,000 keys.  You will see a I<slight> decrease in
1807 performance here, but it picks back up pretty quick (see L<SPEED> above).  Then
1808 it takes B<a lot> more keys to exhaust the next level of Bucket Lists.  It's
1809 right around 900,000 keys.  This process can continue nearly indefinitely --
1810 right up until the point the I<MD5> signatures start colliding with each other,
1811 and this is B<EXTREMELY> rare -- like winning the lottery 5 times in a row AND
1812 getting struck by lightning while you are walking to cash in your tickets.
1813 Theoretically, since I<MD5> hashes are 128-bit values, you I<could> have up to
1814 340,282,366,921,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keys/elements (I believe
1815 this is 340 unodecillion, but don't quote me).
1816
1817 =head2 STORING
1818
1819 When a new key/element is stored, the key (or index number) is first run through
1820 I<Digest::MD5> to get a 128-bit signature (example, in hex:
1821 b05783b0773d894396d475ced9d2f4f6).  Then, the I<Master Index> record is checked
1822 for the first char of the signature (in this case I<b0>).  If it does not exist,
1823 a new I<Bucket List> is created for our key (and the next 15 future keys that
1824 happen to also have I<b> as their first MD5 char).  The entire MD5 is written
1825 to the I<Bucket List> along with the offset of the new I<Bucket> record (EOF at
1826 this point, unless we are replacing an existing I<Bucket>), where the actual
1827 data will be stored.
1828
1829 =head2 FETCHING
1830
1831 Fetching an existing key/element involves getting a I<Digest::MD5> of the key
1832 (or index number), then walking along the indexes.  If there are enough
1833 keys/elements in this DB level, there might be nested indexes, each linked to
1834 a particular char of the MD5.  Finally, a I<Bucket List> is pointed to, which
1835 contains up to 16 full MD5 hashes.  Each is checked for equality to the key in
1836 question.  If we found a match, the I<Bucket> tag is loaded, where the value and
1837 plain key are stored.
1838
1839 Fetching the plain key occurs when calling the I<first_key()> and I<next_key()>
1840 methods.  In this process the indexes are walked systematically, and each key
1841 fetched in increasing MD5 order (which is why it appears random).   Once the
1842 I<Bucket> is found, the value is skipped and the plain key returned instead.
1843 B<Note:> Do not count on keys being fetched as if the MD5 hashes were
1844 alphabetically sorted.  This only happens on an index-level -- as soon as the
1845 I<Bucket Lists> are hit, the keys will come out in the order they went in --
1846 so it's pretty much undefined how the keys will come out -- just like Perl's
1847 built-in hashes.
1848
1849 =head1 CODE COVERAGE
1850
1851 We use B<Devel::Cover> to test the code coverage of our tests, below is the
1852 B<Devel::Cover> report on this module's test suite.
1853
1854   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1855   File                                  stmt   bran   cond    sub   time  total
1856   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1857   blib/lib/DBM/Deep.pm                  94.9   80.6   73.0  100.0   37.9   90.4
1858   blib/lib/DBM/Deep/Array.pm           100.0   91.1  100.0  100.0   18.2   98.1
1859   blib/lib/DBM/Deep/Engine.pm           98.9   87.3   80.0  100.0   34.2   95.2
1860   blib/lib/DBM/Deep/Hash.pm            100.0   87.5  100.0  100.0    9.7   97.3
1861   Total                                 97.9   85.9   79.7  100.0  100.0   94.3
1862   ----------------------------------- ------ ------ ------ ------ ------ ------
1863
1864 =head1 MORE INFORMATION
1865
1866 Check out the DBM::Deep Google Group at L<http://groups.google.com/group/DBM-Deep>
1867 or send email to L<DBM-Deep@googlegroups.com>.
1868
1869 =head1 AUTHORS
1870
1871 Joseph Huckaby, L<jhuckaby@cpan.org>
1872
1873 Rob Kinyon, L<rkinyon@cpan.org>
1874
1875 Special thanks to Adam Sah and Rich Gaushell!  You know why :-)
1876
1877 =head1 SEE ALSO
1878
1879 perltie(1), Tie::Hash(3), Digest::MD5(3), Fcntl(3), flock(2), lockf(3), nfs(5),
1880 Digest::SHA256(3), Crypt::Blowfish(3), Compress::Zlib(3)
1881
1882 =head1 LICENSE
1883
1884 Copyright (c) 2002-2006 Joseph Huckaby.  All Rights Reserved.
1885 This is free software, you may use it and distribute it under the
1886 same terms as Perl itself.
1887
1888 =cut